Transferência do treinamento da memória operacional para o controle inibitório da distração auditiva, parte 1

Resumo

Demonstrou-se que o treinamento prolongado da memória de trabalho com a tarefa dual n-back melhora o desempenho em várias tarefas cognitivas não treinadas, mas descobertas anteriores foram inconsistentes sobre a extensão dessa transferência.

A tarefa double n-back é um método de treinamento para testar e melhorar a memória de trabalho. A memória de trabalho refere-se à capacidade de um indivíduo lembrar-se ao realizar tarefas cognitivas complexas, como lembrar números de telefone, aprender novas palavras e memorizar fórmulas matemáticas. A tarefa double n-back é amplamente considerada um dos métodos mais eficazes para melhorar a memória de trabalho.

Esta tarefa coloca os participantes num ambiente semelhante a um jogo em que precisam de acompanhar dois tipos diferentes de informação ao mesmo tempo, tais como som e posição ou forma e cor. Durante a tarefa, os participantes precisam lembrar e relatar as informações das duas rodadas anteriores. A dificuldade da tarefa aumenta a cada rodada porque os participantes precisam lembrar de mais informações.

Embora esta tarefa possa parecer simples, ela exige que os participantes usem muita atenção, alocação de atenção e habilidades de resolução de problemas, para que a memória de trabalho das pessoas continue a melhorar e a fortalecer-se. Este método de treinamento tem sido usado para tratar uma variedade de distúrbios cognitivos, como transtorno de déficit de atenção e hiperatividade, comprometimento cognitivo e doença de Alzheimer.

Alguns estudos recentes mostraram que após o treino com a tarefa double n-back, a estrutura cerebral das pessoas muda, levando a uma melhoria da memória de trabalho. Os participantes não só apresentaram melhores resultados na tarefa double n-back, mas também em outras tarefas cognitivas. Isto mostra que o treino duplo n-back é muito eficaz para melhorar a memória de trabalho.

Além disso, o treinamento duplo n-back também é útil para quem deseja melhorar sua memória de aprendizagem. Quando aprendemos novos conhecimentos, precisamos armazenar temporariamente as informações na memória de trabalho e depois movê-las para a memória de longo prazo. Ao fazer o treinamento duplo n-back, podemos usar nossa memória de trabalho de forma mais eficaz e, portanto, absorver melhor novos conhecimentos.

Resumindo, existe uma estreita relação entre a tarefa double n-back e a memória. Quer pretenda melhorar a sua capacidade cognitiva ou a sua memória de aprendizagem, através do treino da tarefa duplo n-back, podemos desenvolver melhor a nossa memória de trabalho e melhorar o nosso nível cognitivo. Percebe-se que precisamos melhorar nossa memória, e Cistanche pode melhorar significativamente a memória porque Cistanche também pode regular o equilíbrio dos neurotransmissores, como aumentar os níveis de acetilcolina e fatores de crescimento, que são muito importantes para a memória e o aprendizado. Além disso, a Cistanche deserticola pode melhorar o fluxo sanguíneo e promover o fornecimento de oxigênio, o que pode garantir que o cérebro obtenha nutrição e energia adequadas, melhorando assim a vitalidade e a resistência do cérebro.

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A tarefa de treinamento duplo n-back aborda vários componentes da memória de trabalho, pois informações sequenciais de duas modalidades de estímulo diferentes precisam ser simultaneamente codificadas, mantidas, monitoradas continuamente e atualizadas na memória de trabalho, enquanto informações irrelevantes precisam ser inibidas. No entanto, não está claro quais funções executivas são responsáveis ​​pelos efeitos de transferência observados.

Neste estudo, o grau de controle inibitório necessário durante o treinamento foi manipulado comparando duas versões da tarefa dupla n-back, na qual os participantes são solicitados a responder ou reter uma resposta nas tentativas menos frequentes, quando um item era idêntico a um item n tentativa. voltar.

Foi demonstrado que sessões de treinamento de oito 80-minutos com versões adaptativas de ambas as tarefas n-back melhoram a atualização da memória de trabalho. Além disso, em contraste com a tarefa n-back padrão, descobriu-se que o treinamento na tarefa inibitória-back reduz a interferência na memória de trabalho produzida pela fala irrelevante para a tarefa.

Este resultado sugere que a maior demanda por controle inibitório durante o treinamento permite a transferência para a inibição da interferência do distrator, enquanto a tarefa n-back padrão afeta principalmente a atualização da memória de trabalho.

Os efeitos do treinamento não foram transferidos para a inibição de respostas espacialmente incompatíveis em uma tarefa Simon, e não produziram efeitos de transferência distantes para funções executivas não treinadas ou medidas de inteligência fluida.

Palavras-chave Treinamento de memória operacional · tarefa n-back · Controle inibitório · Interferência distratora · Efeito de fala irrelevante.

Transferência do treinamento da memória operacional para o controle inibitório da distração auditiva

A memória de trabalho refere-se a um sistema cognitivo de capacidade limitada que permite o armazenamento e processamento temporal (por exemplo, manipulação, monitoramento) de informações para apoiar processos de pensamento e ação (ver Baddeley 2003; Cowan 2017; Miyake e Shah 1999).

Foi demonstrado que as diferenças individuais na capacidade da memória de trabalho estão relacionadas com várias habilidades cognitivas ou verbais complexas, tais como raciocínio (Fry e Hale 1996; Kyllonen e Christal 1990), resolução de problemas e inteligência geral (por exemplo, Conway et al. 2003; mas veja Harrison et al. 2013), compreensão de leitura (Daneman e Carpenter 1980; Engle et al. 1991) e escuta seletiva em situações de coquetel (Conway et al. 2001).

O comprometimento da memória operacional, por outro lado, tem sido associado a déficits de atenção e dificuldades de aprendizagem (Alloway 2009; Martinussen et al. 2005). Mais recentemente, vários estudos demonstraram que a capacidade da memória de trabalho pode ser melhorada através de um extenso treino cognitivo, tanto em crianças como em adultos, levando à melhoria em várias tarefas cognitivas relacionadas com a compreensão de leitura, controlo executivo, memória episódica ou inteligência fluida (Buschkuehl et al. 2008; Chein e Morrison 2010;

2008, 2010; Klingberg et al. 2002; Salminen et al.2012; Schmiedek et al. 2010; Thorell et al. 2009). Vários estudos bem controlados, no entanto, não conseguiram replicar esses efeitos de transferência generalizados resultantes do treinamento da memória operacional (Melby-Lervåg e Hulme 2013; Redick et al. 2013; Thompson et al. 2013). Portanto, revisões e meta-análises sobre a eficácia do treinamento da memória operacional tiraram conclusões bastante inconsistentes (Au et al. 2015; Dougherty et al.2016; Karbach e Verhaeghen, 2014; Melby-Lervåg et al.2016; Melby-Lervåg e Hulme 2013 ; Soveri et al. 2017;von Bastian e Oberauer 2013b). Ainda há um debate em andamento sobre as funções cognitivas específicas que se beneficiam do treinamento da memória de trabalho e até que ponto a melhoria dessas funções relacionada ao treinamento produz transferência para tarefas não treinadas que exigem habilidades cognitivas mais generalizadas, como flexibilidade cognitiva, resolução de problemas ou inteligência fluida. .

A partir dos dados empíricos disponíveis, pode-se concluir que a transferência do treinamento da memória de trabalho é mais provável em tarefas de transferência que são estruturalmente semelhantes às tarefas treinadas (transferência próxima) do que quando as tarefas de transferência compartilham apenas algumas características com a tarefa treinada (transferência distante), mas ainda há muito pouca compreensão dos mecanismos cognitivos exatos e dos componentes da memória de trabalho que permitem a transferência (Gathercole et al. 2019; Shipstead et al. 2010; Simons et al. 2016).

Simons et al. 2016). A maioria dos modelos de memória de trabalho distingue (a) um ou vários buffers de armazenamento ou componentes de manutenção de (b) um componente para controle executivo que permite o monitoramento e a manipulação das informações armazenadas (Baddeley 1996, 2003; Baddeley e Hitch 1974; Engle 2002; Miyake e Shah 1999;

Tarefas de treinamento cognitivo, como a tarefa dual n-back, que demonstrou melhorar com sucesso a capacidade da memória de trabalho (ou seja, o número n de itens a serem atualizados na memória de trabalho; ver Jaeggi et al. 2008), normalmente requerem manutenção e controle executivo (por exemplo, , atualização) das informações na memória de trabalho, mas ainda não está claro quais funções executivas se beneficiam mais do treinamento cognitivo e como a melhoria relacionada ao treinamento está relacionada à transferência.

A atualização e o monitoramento da memória operacional, a mudança de cenário (ou seja, flexibilidade cognitiva ou troca de tarefas) e a inibição foram consideradas as três principais funções do controle executivo, que estão envolvidas em muitas tarefas cognitivamente exigentes (Miyake et al.2000), mas a maioria das estudos sobre treinamento de memória operacional parecem ter utilizado tarefas que requerem principalmente o componente de atualização e monitoramento (por exemplo, Dahlin et al. 2008a, b; Jaeggi et al. 2008; Kühn et al. 2013; Lilienthal et al. 2013; Salminen et al. 2013; Salminen et al. 2013; Salminen et al. 2013; 2016).

Em uma tarefa típica de n-back duplo, os participantes são apresentados a duas sequências contínuas de estímulos (auditivo e visual), a partir das quais os itens das últimas (n) tentativas só precisam ser memorizados.

A tarefa do participante é indicar se algum dos dois itens do ensaio atual é idêntico a um dos itens que foram apresentados exatamente nos ensaios anteriores. Portanto, é necessário monitorar e atualizar continuamente as informações a serem mantidas na memória de trabalho, mas a tarefa também pode envolver a inibição de itens atualmente irrelevantes e a mudança de atenção entre as duas sequências ou modalidades de estímulo.

Mais especificamente, foi sugerido que a tarefa n-back requer não apenas codificação, armazenamento e ensaio de itens, mas também descarte (inibição) de itens previamente codificados e reposicionamento (atualização) da informação a ser lembrada na memória de trabalho (Postle et. al. 2001).

Embora os resultados empíricos ainda sejam escassos e também inconsistentes, há algumas evidências que sugerem que o treinamento prolongado na tarefa dual n-back realmente melhora a atualização e o monitoramento, embora possa não ser necessariamente generalizado para outras funções de controle executivo, como mudança de cenário ou inibição. (Dahlin et al. 2008a,b; Salminen et al. 2012; von Bastian e Oberauer 2013a).

O objetivo do presente estudo é investigar se o treinamento da memória operacional pode ser usado para melhorar a função de controle inibitório da memória operacional. Demonstrou-se que diferenças individuais na força do controle inibitório predizem tanto o desenvolvimento quanto o declínio das habilidades cognitivas relacionado à idade (Diamond e Gilbert 1989; Hasherand Zacks 1988; Salthouse e Meinz 1995).

Estas descobertas sugerem que o controlo inibitório também pode beneficiar do treino cognitivo, o que pode ter implicações importantes, em particular para a manutenção da inibição na idade avançada. No entanto, tem sido argumentado que a inibição pode não ser um mecanismo unitário, mas refere-se a três processos funcionalmente distintos (ver Friedman e Miyake 2004): (1) supressão de respostas pré-potentes ou automáticas (como em uma tarefa Stroop; Stroop 1935), (2) controle inibitório da interferência produzida por estímulos irrelevantes (como em uma tarefa Fanker; Eriksen e Eriksen 1974; ou em um "paradigma sonoro irrelevante"; Jones e Macken 1993; Salamé e Baddeley 1982) e (3) inibição de informações na memória (por exemplo, para evitar interferência proativa).

Verificou-se que a inibição de respostas pré-potentes e a inibição de estímulos irrelevantes (controle de interferência) podem estar intimamente relacionadas, enquanto a inibição de interferência proativa parece ser um processo separado (Friedman e Miyake 2004). pode ser melhorado com a prática (em particular quando combinado com estimulação transcraniana por corrente contínua; Ditye et al. 2012), muito pouco se sabe sobre os possíveis efeitos do treinamento prolongado da memória de trabalho em outras formas de controle inibitório.

Aqui, os efeitos de dois tipos diferentes de treinamento de memória de trabalho, variando no grau de controle inibitório necessário, foram comparados em relação aos seus efeitos de transferência sobre (a) a capacidade de suprimir respostas pré-potentes (inibição de resposta) e (b) a capacidade de inibir a interferência de informação auditiva irrelevante (resistência à distração auditiva).

Especificamente, um grupo de participantes foi treinado em uma tarefa padrão dual n-back que supostamente envolve principalmente atualização e monitoramento de conteúdos na memória de trabalho (Braver et al. 1997; Jaeggi et al.2007) e, possivelmente, até certo ponto, outro controle inibitório. processos, como a inibição de informações de estímulo irrelevantes (Postle et al. 2001).

Para aumentar experimentalmente o grau de controle inibitório envolvido no n-back duplo, um segundo grupo foi treinado em uma versão "inibitória" da tarefa n-back duplo (n-back inibitório), na qual as respostas tinham que ser dadas predominantemente, e os participantes tinham que ocasionalmente inibe a resposta dependendo da informação atual mantida na memória de trabalho (ou seja, em "n-back-testes").

Espera-se que ambos os tipos de treinamento n-back melhorem as habilidades de atualização da memória de trabalho que foram testadas com uma tarefa de atualização visual não treinada antes e depois do treinamento (adotado de Dahlin et al. 2008a).

Além disso, assumindo que a inibição da resposta e a resistência à interferência do distrator estão intimamente relacionadas (Friedman e Miyake 2004), pode-se esperar que qualquer melhoria relacionada ao treinamento na tarefa inibitória dual n-back induza mais transferência para o desempenho em outras tarefas que exijam a supressão de pré- respostas potentes ou controle inibitório de estímulos irrelevantes, em comparação com a tarefa padrão dual n-back com menores demandas de inibição.

Portanto, a transferência dos dois tipos de treinamento da memória operacional foi avaliada tanto em termos da inibição da resposta quanto do grau de interferência produzida pelos distratores auditivos. Além disso, a transferência distante foi testada para funções executivas não relacionadas (ou seja, troca de tarefas) e habilidades cognitivas mais generalizadas (ou seja, habilidades de resolução de problemas relacionadas à inteligência fluida) para as quais a transferência foi relatada anteriormente (por exemplo, Jaeggi et al. 2008).

A generalização para inibição da resposta foi avaliada com a tarefa de Simon (Hedge e Marsh 1975), na qual um alvo é apresentado em um local que é espacialmente compatível ou incompatível com o local da resposta.

Especificamente, em ensaios compatíveis, uma resposta precisa ser dada pela mão que corresponde à localização do alvo (a resposta pré-potente), enquanto, em ensaios incompatíveis, a resposta precisa ser dada pela outra mão e a resposta pré-potente precisa ser inibido. Normalmente, os incrementos no tempo de resposta são observados em ensaios incompatíveis, em comparação com ensaios compatíveis (o efeito Simon).

Pode-se esperar que o treinamento da memória operacional inibitória afete a inibição da resposta: se o aprimoramento do controle inibitório relacionado ao treinamento aumentasse a capacidade de suprimir respostas pré-potentes, dominantes ou automáticas (Friedman e Miyake 2004), então os efeitos reduzidos de Simon deveriam ser observados no pós-treinamento. -testin o grupo inibitório n-back.

Além disso, a transferência do treinamento inibitório também poderia ser esperada no controle inibitório da distração auditiva. É bem conhecido que sons irrelevantes para a tarefa, como fala ou sequências de tons aleatórios, perturbam o desempenho em tarefas seriais de memória de curto prazo (por exemplo, Colle e Welsh 1976; Jones et al. 2004; Jones e Macken 1993; LeCompteet al. 1997; Salamé e Baddeley 1982).

Embora essas rupturas tenham sido originalmente explicadas com interferência por conteúdo relacionada à fala no "laço fonológico" (Baddeley e Hitch 1974; Salamé e Baddeley 1982), foi demonstrado mais tarde que rupturas semelhantes também podem ser produzidas por sons não fonológicos (por exemplo, mudança tons; Jones e Macken 1993), e foi sugerido que a interferência pode ser específica ao processamento da ordem serial na memória de curto prazo (por exemplo, Jones e Macken 1993, 1995).

Mais especificamente, de acordo com o relato do registro episódico orientado a objetos (Jones et al. 1996), a distração auditiva é considerada um subproduto de processos de organização perceptiva que permitem a segregação e o agrupamento de objetos auditivos (durante a análise da cena auditiva; Bregman 1990 ).

Espera-se que qualquer mudança no estado do som de fundo dê origem à formação de um novo objeto auditivo, que é automaticamente vinculado aos objetos anteriores (por meio de "ponteiros"), criando assim um fluxo ordenado.

Numa tarefa de recordação serial, o ensaio articulatório pode ser usado (como um processo de planejamento motor) para formar e atualizar deliberadamente ligações entre itens a serem lembrados, permitindo assim a manutenção e recuperação de informações seriais. No entanto, os processos automáticos de organização perceptivo-auditiva formam ligações adicionais entre sons de estado de mudança irrelevantes para a tarefa, que então interferem no planejamento motor deliberado e nos processos de ensaio durante a recordação serial. Em linha com este relato de interferência por processo (Hughes e Marsh 2017; Jones et al. 2004; Jonesand Macken 2018), descobriu-se que o grau de distração aumenta com a magnitude (por exemplo, a distância no tom entre tons sucessivos; Jones et al. 1999) e o número de mudanças entre sucessivos eventos auditivos irrelevantes para a tarefa dentro de um determinado intervalo de tempo (isto é, o efeito palavra/tokendose; Bridges e Jones 1996; Tremblay e Jones 1998, Exp. 5). Além disso, descobriu-se que a mudança de estado do som (fala ou tons variáveis) prejudica o desempenho em uma tarefa de recordação serial, mas não em tarefas que não requerem processamento de ordem serial (por exemplo, a "tarefa de item faltante"; Beaman e Jones 1997; Hughes et al. al. 2007; Jones e Macken 1993), a menos que os participantes adotem uma estratégia de ensaio em série (Beaman e Jones 1998; Hughes e Marsh 2020b).

Além desta interferência específica da tarefa com o processamento de ordem serial, foi proposto mais recentemente que a distração auditiva pode surgir também da captura de atenção, com sons significativos ou acusticamente desviantes desviando a atenção da tarefa focal (ver o "conta de mecanismo duplex"; Hughes 2014 ;

Em contraste com a interferência por processo, esta forma de distração parece ser menos específica ao processamento de ordem serial (afetando o desempenho também em tarefas não seriais de memória de curto prazo; por exemplo, a "tarefa de item faltante", Hughes et al. 2007 ; Vachon et al.2017) e pode ser mais suscetível ao controle cognitivo do que à interferência por processo (Hughes et al. 2013; Hughesand Marsh 2020a).

Além disso, foi relatado que o grau de captura de atenção provocado por desvios auditivos, mas não o efeito de mudança de estado (indicando interferência do processo), estava relacionado à capacidade de memória operacional do participante (Hughes et al. 2013; Sörqvist et al. 2010 )(mas vejaKörner et al. 2017).

Não está totalmente claro até que ponto o efeito perturbador da fala irrelevante na recordação serial é causado pela interferência acústica no processamento da ordem serial e na captura da atenção, mas há evidências que sugerem que pelo menos a fala significativa (por exemplo, frases completas em comparação com listas de mudanças). -esclarecer sílabas ou palavras) pode atrapalhar o desempenho por meio de ambos os mecanismos (ver Bellet al. 2017; Hughes e Marsh 2020b).

Além disso, as descobertas de interrupção reduzida da recordação serial (1) após apresentação repetida do mesmo fluxo de fala irrelevante (ou seja, habituação; Banbury e Berry 1997; Bell et al. 2012), (2) em ouvintes cegos com habilidades aprimoradas de processamento auditivo (Kattner e Ellermeier 2014), e (3) seguir um treinamento específico de atenção auditiva (Kattner e Ellermeier 2020) sugerem que o efeito perturbador da fala irrelevante pode ser parcialmente atribuído ao desvio de atenção.

No presente estudo, a transferência do treinamento cognitivo foi avaliada em termos do efeito disruptivo da fala irrelevante para a tarefa, em comparação com o ruído, na recordação serial.

Se o efeito perturbador da fala dependesse da capacidade geral da memória operacional, então seria esperado que tanto o treinamento cognitivo quanto a tarefa dupla n-back reduzissem a distração.

Em contraste, se a distração auditiva estivesse especificamente relacionada ao controle inibitório de sons irrelevantes, então o treinamento inibitório nas costas deveria resultar em maior atenuação da distração auditiva do que o treinamento n-back padrão, com menos demandas de controle inibitório. Especificamente, o treinamento inibitório nas costas pode aumentar a capacidade de resistir ou resolver interferências do ambiente externo (Friedman e Miyake 2004).

Em linha com a explicação do mecanismo duplex da distração auditiva, pode-se argumentar que a captura da atenção pela fala irrelevante provavelmente dependerá do controle inibitório, enquanto a interrupção devido à mudança de estado do som (na fala irrelevante) não deveria depender de qualquer forma de controle cognitivo. (Hughes 2014; Hughes et al. 2013).

Portanto, seria de esperar que o controlo inibitório melhorado (ou a resistência à interferência do ambiente externo) evitasse o desvio da atenção através de um discurso irrelevante, ao passo que a perturbação presumivelmente incontrolável devido à natureza mutável do discurso deveria permanecer.

Um treino de controle inibitório deveria, portanto, levar a uma atenuação, mas não a uma eliminação completa, do efeito irrelevante da fala. Alternativamente, pode-se argumentar também que o controle inibitório aprimorado de sons de estado de mudança irrelevantes (por exemplo, inibindo a formação de fluxos auditivos irrelevantes) pode reduzir a interferência específica entre o agrupamento auditivo e o processo de seriação, o que pode então levar a uma atenuação mais forte ou mesmo a uma eliminação de o efeito de fala irrelevante.

Além dos efeitos de transferência no desempenho em tarefas que envolvem funções executivas semelhantes às tarefas de treinamento - atualização da memória operacional, supressão de respostas prepotentes (efeito Simon) e resistência à interferência por fala irrelevante - o presente estudo também testou a possibilidade de efeitos de transferência distante sobre (a) os custos de tempo de resposta resultantes da troca de tarefas (indicando habilidades cognitivas de mudança de conjunto; Rogers e Monsell 1995) e (b) capacidades gerais de resolução de problemas, que estão relacionadas à inteligência fluida (Jaeggi et al. 2008).

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